《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》是安徽瑞邦生物科技有限公司於2017年1月4日申請的發明專利，該專利申請號為2017100054414，公布號為CN106831557A，專利公布日為2017年6月13日，發明人是劉善和、溫蘭蘭、史玉龍、胡其釗、夏新彬、韓道平。
《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》提供了一種利用3‑甲基吡啶製備煙醯胺的方法，是以3‑甲基吡啶為原料，在VPO/SiO2催化劑作用下，催化氧化獲得3‑氰基吡啶，3‑氰基吡啶在酸性條件下，加入相轉移催化劑，進行水解，得到煙醯胺。該方法可製得高含量和產率的煙醯胺，無需使用價格昂貴的催化劑，合成方法副反應少，易處理，適合工業化生產。
2021年8月16日，《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法
- 公布號：CN106831557A
- 公布日：2017年6月13日
- 申請號： 2017100054414
- 申請日：2017年1月4日
- 申請人：安徽瑞邦生物科技有限公司
- 地址：安徽省馬鞍山市當塗工業園
- 發明人：劉善和、溫蘭蘭、史玉龍、胡其釗、夏新彬、韓道平
- Int.Cl.：C07D213/82(2006.01)I
- 專利代理機構：合肥順超智慧財產權代理事務所
- 代理人：周發軍
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
煙醯胺屬維生素B族化合物，主要作食品、飼料添加劑、醫藥、染料的中間體。人工合成的煙醯胺最大套用領域是作飼料添加劑，通過飼料餵養試驗證明，人工合成的煙酸可以百分之百地被動物吸收利用，短期內就能取得明顯的增重效果；在醫藥中主要用於治療因體內煙醯胺缺乏影響細胞正常呼吸、代謝而導致的糙皮病；同時還可以添加到麵粉等食品中來補充人體所需的維生素。煙醯胺下游產品也有很多，例如：6-甲基煙醯胺、2-甲基煙醯胺、N-羥甲基煙醯胺等非常重要的化工中間體。
截至2017年1月，常用3-氰基吡啶在鹼性條件下水解製得煙醯胺，報導的文獻中，該反應常伴有煙酸副產物，產物分離困難，而且收率不高；還有用微生物催化法，3-氰基吡啶在特定菌種產生的酶催化下生成煙醯胺，該方法雖然具有反應條件溫和、環境污染小、產物純度高等優點，但是由於菌種易變質，從而影響反應和煙醯胺的品質；文獻中還有用氧化劑二氧化錳、雙氧水等催化氧化製備煙醯胺，但都存在副反應多，轉化率不高，後處理繁瑣等不足。因此，對煙醯胺的合成方法進行研究改進具有重要意義。
發明內容
技術方案
《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》步驟如下：
2）水解反應：將3-氰基吡啶溶於乙醇中，加入30％鹽酸和相轉移催化劑，升溫至70-90℃，保溫進行水解反應，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺。優選地，所述步驟1）中VPO/SiO2催化劑為SiO2負載釩磷氧化物催化劑，釩和磷的摩爾比是1:1。優選地，所述步驟1）中3-甲基吡啶、NH3、空氣、水蒸汽的摩爾比為1:（6-8）:20:6。優選地，所述步驟1）中3-甲基吡啶汽化溫度為200℃。優選地，所述步驟2）中3-氰基吡啶、30％鹽酸、相轉移催化劑的摩爾比為1:（3-5）:（0.05-0.1）。優選地，所述相轉移催化劑為四乙基氯化銨或四丁基溴化銨。優選地，所述步驟2）中水解反應時間為6-10小時。
改善效果
《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》以3-甲基吡啶為原料，以VPO/SiO2為催化劑，製得3-氰基吡啶的產率可達97％，3-氰基吡啶在酸性條件及相轉移催化劑存在下，即可製得高含量和產率的煙醯胺，無需使用價格昂貴的催化劑，且該發明合成方法副反應少，反應條件溫和，總收率達94％，煙醯胺含量達99％，易於工業化操作生產。
技術領域
《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》涉及精細化工合成領域，具體涉及一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法。
權利要求
1.《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》特徵在於，步驟如下：
1）催化氧化：將3-甲基吡啶汽化，與NH3、空氣和水蒸汽混合，通入沸騰床反應器，以VPO/SiO2為催化劑，300℃下進行催化氧化反應，制3-氰基吡啶；
2）水解反應：將3-氰基吡啶溶於乙醇中，加入30％鹽酸和相轉移催化劑，升溫至70-90℃，保溫進行水解反應，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺。
2.如權利要求1所述的利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法，其特徵在於，所述步驟1）中VPO/SiO2催化劑為SiO2負載釩磷氧化物催化劑，釩和磷的摩爾比是1:1。
3.如權利要求1所述的利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法，其特徵在於，所述步驟1）中3-甲基吡啶、NH3、空氣、水蒸汽的摩爾比為1:（6-8）:20:6。
4.如權利要求1所述的利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法，其特徵在於，所述步驟1）中3-甲基吡啶汽化溫度為200℃。
5.如權利要求1所述的利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法，其特徵在於，所述步驟2）中3-氰基吡啶、30％鹽酸、相轉移催化劑的摩爾比為1:（3-5）:（0.05-0.1）。
6.如權利要求4所述的利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法，其特徵在於，所述相轉移催化劑為四乙基氯化銨或四丁基溴化銨。
7.如權利要求1所述的利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法，其特徵在於，所述步驟2）中水解反應時間為6-10小時。
實施方式
- 實施例1
VPO/SiO2催化劑的製備：在25毫升的圓底燒瓶中加入12毫升水，然後加入1.359克磷酸和2.564克乙二酸，加熱至70℃，將1.350克五氧化二釩加入攪拌中的熱酸混合液中，待五氧化二釩完全溶解，將10克二氧化矽（孔徑300–425微米）浸入燒瓶中，浸漬1小時後，倒入坩堝，放入馬弗爐在550℃下焙燒12小時，即得。
- 實施例2
煙醯胺製備:1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將16克（0.05摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺115克，收率96％，含量99％。
- 實施例3
煙醯胺製備:1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時後，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3102克（6摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃條件下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達95％以上，製得3-氰基吡啶98克，產率達92％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸359克（2.91摩爾），將16克（0.05摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺110克，收率91％，含量98％。
- 實施例4
煙醯胺製備:1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3136克（8摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃條件下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達96％，製得3-氰基吡啶102克，產率達95％，含量97％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸600克（4.85摩爾），將16克（0.05摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺115克，收率93％，含量96％。
- 實施例5
煙醯胺製備:1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將7克（0.02摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺109克，收率90％，含量98％。
- 實施例6
1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將31克（0.097摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至70℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺108克，收率89％，含量98％。
- 實施例7
1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將16克（0.05摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至90℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺102克，收率85％，含量99％。
- 實施例8
1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將16克（0.05摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應6小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺99克，收率83％，含量99％。
- 實施例9
1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將16克（0.05摩爾）四丁基溴化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應10小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺104克，收率86％，含量98％。
- 實施例10
1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），將8克（0.05摩爾）四乙基氯化銨加入攪拌中的反應瓶中，升溫至80℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺97克，收率79％，含量97％。
- 實施例11
催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃條件下發生氧化反應,3-甲基吡啶轉化率僅30％，但沒有得到3-氰基吡啶。
- 實施例12
1）催化氧化：氧化過程在沸騰床反應器中進行，將VPO/SiO2催化劑在300℃活化3小時，將3-甲基吡啶93克（1摩爾）在200℃氣化，與NH3119克（7摩爾）、空氣580克（20摩爾）和水蒸汽108克（6摩爾）混合通入反應器，300℃下發生催化氧化反應，3-甲基吡啶轉化率可達98％以上，製得3-氰基吡啶103克，產率達97％，含量98％。2）水解反應：室溫下，將3-氰基吡啶103克（0.97摩爾）加入反應燒瓶，加入少量乙醇使其溶解，然後加入30％鹽酸480克（3.88摩爾），升溫至80℃，保溫反應8小時，降至室溫，往反應液中加入乙醚，析出固體，過濾，濾餅用乙醚洗滌得白色晶體煙醯胺70克，收率50％，含量85％。
榮譽表彰
2021年8月16日，《一種利用3-甲基吡啶製備煙醯胺的方法》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
